搬运机械手答辩.pptx

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1、姓姓 名：宋扬名：宋扬专专 业：机械设计业：机械设计(shj)制造及其自动化制造及其自动化指导老师：王义文指导老师：王义文设计设计(shj)时间：时间：2012.4.12012.6.20第一页，共31页。目目 录录1 1、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手总体结构机械手总体结构设计设计2 2、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手机械结机械手机械结构设计构设计3 3、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手液压系机械手液压系统设计统设计4 4、搬运机械手控制系统设计、搬运机械手控制系统设计第二页，共31页。(1)(1)该机械手采用圆柱坐标该机械手采用圆柱坐标(zubio)(zubio)

2、型，具有三个自型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短和整体旋转。由度，即手臂的伸长、缩短和整体旋转。(2)(2)采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。(3)(3)在控制方式选择上，由于其功能只是在两个工作在控制方式选择上，由于其功能只是在两个工作台之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此，台之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此，采用点位控制方式。采用点位控制方式。1

3、1、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手总体机械手总体结构设计结构设计第三页，共31页。2 2、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手机械机械手机械结构设计结构设计 2.1 2.1 手爪及夹紧手爪及夹紧(ji jn)(ji jn)液压缸液压缸设计设计2.2 2.2 伸缩液压缸设计伸缩液压缸设计2.3 2.3 升降液压缸设计升降液压缸设计2.4 2.4 旋转液压缸设计旋转液压缸设计 2.5 2.5 机械手整体机械结构设计机械手整体机械结构设计第四页，共31页。本次设计(shj)的搬运机械手手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作用弹簧复位式结构，其结构如下所示：1.1 1.1 手爪及夹紧手爪

4、及夹紧(ji jn)(ji jn)液压缸设计液压缸设计第五页，共31页。伸缩缸可以使搬运(bnyn)机械手伸长或者缩短，其结构如下所示：1.2 1.2 伸缩伸缩(shn su)(shn su)液压缸设计液压缸设计第六页，共31页。1.3 1.3 升降升降(shngjing)(shngjing)液压缸设计液压缸设计 升降缸可以使搬运机械手上升或者下降，其结构升降缸可以使搬运机械手上升或者下降，其结构(jigu)(jigu)如下所示：如下所示：第七页，共31页。1.4 1.4 旋转旋转(xunzhun)(xunzhun)液压缸设计液压缸设计 本机械手采用齿条液压缸，它由两个活塞和一套齿条齿轮传动装

5、置组成。它将活塞的移动通过传动机构转换成齿轮的转动，从而带动(didng)整个机械手臂部的来回转动。其结构如下所示：第八页，共31页。1.5 1.5 机械手整体机械手整体(zhngt)(zhngt)机械结构设计机械结构设计 机机械械手手整整体体结结构构如如右右图图所所示示第九页，共31页。3.1 3.1 夹紧液压缸液压回路设计夹紧液压缸液压回路设计3.2 3.2 伸缩伸缩(shn su)(shn su)液压缸液压回路设计液压缸液压回路设计3.3 3.3 升降液压缸液压回路设计升降液压缸液压回路设计 3.4 3.4 旋转（齿条）液压缸液压回路设计旋转（齿条）液压缸液压回路设计3.5 3.5 机械

6、手整个液压系统设计机械手整个液压系统设计3 3、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手液压机械手液压系统设计系统设计第十页，共31页。3.1 3.1 夹紧夹紧(ji jn)(ji jn)液压缸液压回路设计液压缸液压回路设计 夹紧液压缸液压回路夹紧液压缸液压回路(hul)(hul)设计如右图所示：设计如右图所示：原理(yunl)分析：1、该液压回路采用液控单向阀保压和锁紧，以保证夹紧缸夹持工作的可靠性。2、该回路采用进油路节流阀调速。3、该回路采用两位三通电磁换向阀换向，从而实现手爪夹紧或放松的动作。第十一页，共31页。3.2 3.2 伸缩液压缸液压回路伸缩液压缸液压回路(hul)(hul)设

7、计设计 伸缩伸缩(shn su)(shn su)液压缸液压缸液压回路设计如右图液压回路设计如右图所示：所示：原理分析：1、该液压回路采用进油路节流阀调速。2、该回路采用三位四通(s tn)电磁换向阀换向，从而实现手臂伸长或缩短的动作。第十二页，共31页。3.3 3.3 升降升降(shngjing)(shngjing)液压缸液压回路设计液压缸液压回路设计 升降升降(shngjing)(shngjing)液液压缸液压回路设计如压缸液压回路设计如右图所示：右图所示：原理分析：1、该液压回路采用进油路节流阀调速。2、该回路采用三位四通电磁换向阀换向，从而实现手臂上升或下降的动作。3、为防止升降液压缸因

8、自重自由下滑，该回路设置了单向顺序(shnx)阀来平衡。第十三页，共31页。3.4 3.4 旋转（齿条）液压缸液压回路旋转（齿条）液压缸液压回路(hul)(hul)设计设计 齿条齿条(ch tio)(ch tio)液压液压缸液压回路设计如右缸液压回路设计如右图所示：图所示：原理分析：1、该液压回路采用(ciyng)进油路节流阀调速。2、该回路采用(ciyng)三位四通电磁换向阀换向，从而实现手臂手臂顺时针旋转或逆时针旋转的动作。第十四页，共31页。3.5 3.5 机械手整个液压系统机械手整个液压系统(xtng)(xtng)设计设计第十五页，共31页。4.1 4.1 控制控制(kngzh)(kn

9、gzh)要求分析要求分析4.2 4.2 操作面板设计操作面板设计 4.3 I/O 4.3 I/O点数确定及点数确定及PLCPLC选型选型 4.4 PLC 4.4 PLC外部接线图设计外部接线图设计 4.5 PLC 4.5 PLC控制控制(kngzh)(kngzh)程序设计程序设计4 4、搬运、搬运(bnyn)(bnyn)机械手控制系机械手控制系统设计统设计第十六页，共31页。4.1 4.1 控制要求控制要求(yoqi)(yoqi)分析分析（1 1）此搬运）此搬运(bnyn)(bnyn)机械手是在两个工作台之间搬运机械手是在两个工作台之间搬运(bnyn)(bnyn)工件，工件，其动作比较简单，故

10、选用限位开关进行定位。其动作比较简单，故选用限位开关进行定位。（2 2）此机械手应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程）此机械手应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行序自动运行,即具有自动运行模式。即具有自动运行模式。（3 3）该搬运）该搬运(bnyn)(bnyn)机械手也具有手动运行模式，通过手动操作，机械手也具有手动运行模式，通过手动操作，可以按照要求更改各限位开关的位置可以按照要求更改各限位开关的位置 ，从而改变搬运，从而改变搬运(bnyn)(bnyn)工工作的起始位置和终止位置，使其具有一定的灵活性。作的起始位置和终止位置，使其具有一定的灵活性。第十七页，共3

11、1页。4.2 4.2 操作操作(cozu)(cozu)面板设计面板设计 通过对机械手控制通过对机械手控制(kngzh)(kngzh)要求分析，其控制要求分析，其控制(kngzh)(kngzh)面板设计如下：面板设计如下：第十八页，共31页。4.3 I/O4.3 I/O点数确定点数确定(qudng)(qudng)及及PLCPLC选型选型（1 1）根据控制要求，需要）根据控制要求，需要1818个输入点，个输入点，1111个输出点。个输出点。（2 2）由于此搬运机械手输入点数不多，性能要求不）由于此搬运机械手输入点数不多，性能要求不高，因此选用高，因此选用(xunyng)(xunyng)欧姆龙的欧姆

12、龙的CPM2A-40CDR-ACPM2A-40CDR-A小型可编程控制器，即可满足要求。小型可编程控制器，即可满足要求。第十九页，共31页。4.4 PLC4.4 PLC外部外部(wib)(wib)接线图设计接线图设计第二十页，共31页。4.5 PLC4.5 PLC控制控制(kngzh)(kngzh)程序设计程序设计 通过通过(tnggu)(tnggu)分析控制要求，应该设计机械分析控制要求，应该设计机械手复位程序、手动运行程序和自动运行程序。手复位程序、手动运行程序和自动运行程序。搬运机械手在暂停或者等待指令时，液压系统搬运机械手在暂停或者等待指令时，液压系统的液压泵一般要处于卸荷状态，因此，

13、还要设计的液压泵一般要处于卸荷状态，因此，还要设计控制液压泵卸荷与否的程序，对液压泵进行控制。控制液压泵卸荷与否的程序，对液压泵进行控制。第二十一页，共31页。4.5.1 4.5.1 程序程序(chngx)(chngx)总体方案设计总体方案设计程序程序(chngx)(chngx)总体方案总体方案第二十二页，共31页。4.5.2 4.5.2 液压泵卸荷与否控制液压泵卸荷与否控制(kngzh)(kngzh)程序设计程序设计 01000 010000100501005为输出继电器，为输出继电器，21002210022100621006为手爪夹紧为手爪夹紧(ji jn)(ji jn)或放松过程中设置的

14、辅助继电器。或放松过程中设置的辅助继电器。第二十三页，共31页。4.5.3 4.5.3 复位复位(f wi)(f wi)程序设计程序设计第二十四页，共31页。4.5.3 4.5.3 复位复位(f wi)(f wi)程序设计程序设计复位过程复位过程(guchng)(guchng)动画仿动画仿真真第二十五页，共31页。4.5.4 4.5.4 手动程序设计手动程序设计(chn x sh j)(chn x sh j)第二十六页，共31页。4.5.5 4.5.5 自动自动(zdng)(zdng)程序设计程序设计自动自动(zdng)(zdng)运行流运行流程图程图第二十七页，共31页。自动自动(zdng)

15、(zdng)运行运行动画仿真动画仿真4.5.5 4.5.5 自动自动(zdng)(zdng)程序设计程序设计第二十八页，共31页。结论结论 搬运机械手可以代替人工搬运机械手可以代替人工在高温在高温(gown)(gown)和危险的作业和危险的作业区进行单调持久的作业，实现区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，一些人工不可能完成的工作，降低了劳动强度，改善了劳动降低了劳动强度，改善了劳动环境，提高了生产效率，已经环境，提高了生产效率，已经成为现代制造业中不可或缺的成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。因此，对搬一种自动化装置。因此，对搬运机械手的研究具有深刻而重运机械手的研究具有深刻而重要的意义！要的意义！第二十九页，共31页。结束语结束语 本次设计主要对搬运机械本次设计主要对搬运机械(jxi)(jxi)手的机械手的机械(jxi)(jxi)结构、结构、液压系统和控制系统进行设计，液压系统和控制系统进行设计，在设计过程中，难免存在一些问在设计过程中，难免存在一些问题，希望老师们提出宝贵的意见，题，希望老师们提出宝贵的意见，给予指导，谢谢给予指导，谢谢 ！第三十页，共31页。Thank you！第三十一页，共31页。